Tunnel en milieu urbain PowerPoint definitif.pptx
- 1. Dirigé par: Professeur Dethié SARR Ouvrages Souterrains Tunnels en Milieux Urbains Unité de Formation et de Recherches Sciences de l’ingenieur Departement Geotechnique Présenté par: Papa Ousmane FALL Marieme FAYE
- 2. PLAN INTRODUCTION CARACTERISTIQUES DES TUNNELS EN MILIEUX URBAINS CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT RISQUES LIÉS AUX TUNNELS URBAINS CONCLUSION
- 3. INTRODUCTION En raison du développement urbain et grâce à l’amélioration des techniques de construction, nous sommes aujourd’hui amenés à construire des tunnels sous nos villes. Les tunnels en milieu urbains peuvent servir à réduire ou dévier la circulation du centre-ville. Dans certains cas, ils sont également conçus pour traverser des rivières ou des ponts. Les tunnels situés sous la ville présentent plusieurs défis uniques, propres à ce milieu, comme : La congestion Les sites historiques L'entrecroisement des réseaux de transport et de services Les besoins spéciaux de reprise en sous-œuvre, de structures de soutien et de protection des bâtiments Le niveau élevé de la nappe phréatique La contamination de l'eau souterraine Le maintien de la circulation durant la construction C’est pourquoi la réalisation de tunnel en milieu urbain est un défi majeur pour l’ingénieur.
- 4. CARACTERISTIQUES DES TUNNELS EN MILIEUX URBAINS Les tunnels urbains présentent des caractères spécifiques que l'on peut résumer comme suit : Présence de constructions aux têtes et à l'aplomb de l'ouvrage Présence d'aménagements souterrains à proximité (caves, réservoirs, collecteurs, métro ..) Tracé généralement imposé, peu profond, traversant des sols Contraintes environnementales fortes
- 5. CARACTERISTIQUES DES TUNNELS EN MILIEUX URBAINS Les études doivent être adaptées sur: les reconnaissances du site le choix des procédés de construction l'impact du creusement du tunnel sur les constructions et ouvrages de surface ou enterrés l'incidence des ouvrages annexes Etude des tunnels en milieu urbain
- 6. CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT Facteurs à prendre en compte L'opération de conception d'un tunnel prend en compte trois types de contraintes qui sont liés respectivement : au parti fonctionnel retenu à l'environnement de l'ouvrage au terrain encaissant Choix de la section La définition géométrique du profil en travers excavé résulte de la recherche de la forme optimale permettant de satisfaire les exigences relatives : aux dispositions constructives induites par le respect du parti fonctionnel aux conditions de stabilité imposées par la qualité géomécanique du terrain encaissant au procédé d'exécution
- 7. Tranchées couvertes Les tranchées couvertes sont essentiellement réalisées en zone urbaine et supposent un site de surface libre de toute construction. Ainsi, dans le cœur des villes, l'implantation de telles tranchées couvertes est elle limitée strictement au tréfonds de la voirie de surface. Étanchement On définit l'étanchement comme une opération visant à limiter à une valeur acceptable (qui peut être nulle) le débit d'eau pénétrant à l'intérieur de l'ouvrage souterrain. Cette limitation du débit peut être recherchée sur tout ou partie du profil en travers. CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
- 8. Procédés de creusement On distingue deux méthodes principales de creusement de tunnels, le creusement mécanisé au tunnelier et la méthode dite conventionnelle. La première méthode offre une meilleure maîtrise des déplacements induits mais ne peut être utilisée que pour les linéaires importants. Pour limiter les mouvements induits, des soutènements sont installés au fur et à mesure de l’avancement du front de taille et des pré-soutènements (boulonnage du front, voûte, parapluie, etc.) sont mis en place dans la méthode conventionnelle CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
- 9. CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT Procédé de soutènement L'interaction entre le terrain et le soutènement peut être représentée sur le graphique pression de confinement- convergence. Le comportement du terrain est représenté par la courbe de convergence AED, celui du soutènement par la courbe de confinement CEF, la valeur de Co correspondant à la convergence qui se produit avant que le soutènement soit effectivement sollicité. L'équilibre est réalisé à l'intersection des deux courbes en E.
- 10. Les procédés de pré-soutènement et de soutènement du front de taille sont généralement utilisés : Dans des terrains de faible résistance Dans des terrains de trop forte déformabilité, eu égard à l'objectif de maîtrise des tassements retenu. Pour traiter des points singuliers Procédés de pré-soutènement et de renforcement CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT
- 11. Constitution des revêtements Le béton coffré non armé pour les tunnels réalisés de manière séquentielle, le revêtement étant alors exécuté indépendamment des opérations d’excavation et de soutènement. Les matériaux les plus couramment utilisés pour la constitution des revêtements sont : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT Le béton projeté est rarement utilisé dans les ouvrages neufs mais contribue beaucoup à la réparation ou à la constitution des revêtements des tunnels anciens. Les voussoirs préfabriqués en béton armé, qui sont utilisés en cas de réalisation d’un tunnel circulaire à l’aide d’un tunnelier. Une variante consiste à employer des voussoirs métalliques ou du béton extrudé.
- 12. RISQUES LIÉS AUX TUNNELS URBAINS La construction en souterrain, particulièrement dans le cas des tunnels urbains engendre des risques spécifiques pendant tous les stades du projet et en particulier durant sa construction, son exploitation et après son abandon. Les risques principaux rencontrés dans la construction et l’exploitation de tels ouvrages ont plusieurs origines (Grasso et al., 2004) : Risques géotechniques et géologiques Risques hydrologiques Risques d’étude Risques de construction ou de creusement Risque opérationnel liés aux défauts de fonctionnement et aux accidents Risque financier
- 13. RISQUES LIÉS AUX TUNNELS URBAINS Nous pouvons distinguer plusieurs risques liés aux instabilités dans les ouvrages souterrains et les classer selon une échelle de gravité des impacts correspondants, (Vlasov et al., 2001), (Oggeri et al., 2004) : Effondrements Fortes déformations (convergence extrême) Effondrement en phase de construction
- 14. RISQUES LIÉS AUX TUNNELS URBAINS Désordres Les désordres ont des conséquences moins graves que les effondrements. La chute et le glissement de blocs, les éboulements, les fissurations, l’infiltration de l’eau souterraine, le soulèvement de radier, les ruptures et les déformations localisées du soutènement sont les exemples les plus fréquents de désordres rencontrés dans les ouvrages souterrains. Classes de désordres selon Boscardin et Cording (1989)
- 15. RISQUES LIÉS AUX TUNNELS URBAINS Tassements en surface Les tunnels urbains sont des ouvrages souterrains situés à une profondeur généralement faible et souvent creusés dans des terrains meubles ou de sols. Le creusement de ces ouvrages engendre, souvent, un tassement du sol au-dessus du tunnel, pouvant endommager les infrastructures situées en surface. La cuvette de tassement ou la dépression provoquée à la surface du sol par le creusement d’un tunnel est définie par le tassement maximal (Smax ) et la distance du point d’inflexion caractérisant l’extension latérale de la cuvette. Afin d’évaluer les déformations provoquées par le tassement, la construction est assimilée à une poutre fléchie qui subit intégralement les tassements et les déformations du sol de fondation. On distingue plusieurs zones suivant la concavité de la déformation, zone A et zone B
- 16. 16/46 16/46 16/46 16/46 Conclusion Parmi les ouvrages d'art, les tunnels et les ouvrages souterrains constituent des solutions idéales pour résoudre les problèmes liés au transport, à la communication et au stockage des matériaux. La topographie, l'exiguïté des territoires disponibles et les exigences de la protection des sites et de l'environnement conduisent à rechercher des tracés souterrains pour les nouvelles infrastructures de transports routiers et ferroviaires. Les contraintes urbaines et environnementales dans les grandes villes imposent aussi le recours de plus en plus aux ouvrages souterrains.
- 17. 17/46 17/46 17/46 17/46 Merci de votre attention
- 18. Dirigé par: Professeur Dethié SARR Ouvrages Souterrains Tunnels en Milieux Urbains Unité de Formation et de Recherches Sciences de l’ingenieur Departement Geotechnique